用于光伏领域的故障电弧检测系统及检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112731087A(43)申请公布日2021.04.30(21)申请号202110078145.3(22)申请日2021.01.20(71)申请人丰郅（上海）新能源科技有限公司地址201114上海市闵行区江月路999号5幢一层申请人国家电投集团浙江新能源有限公司(72)发明人张伟康梁晓瑜王文清郭伟栋张永(51)Int.Cl.G01R31/12(2006.01)权利要求书2页说明书17页附图5页(54)发明名称用于光伏领域的故障电弧检测系统及检测方法(57)摘要本发明提供了用于光伏领域的故障电弧检测系统及检测方法，涉及到了电弧检测的技术领域。用于检测待测线路是否存在故障电弧。监控待测线路中的电流的高频分量：定义多个时段并且每个时段内均对高频分量进行多次采样以获得一组采样数据，从而多个时段分别对应着多组采样数据。任意相邻的两个时段间预留有间隙时间。将每个时段内的一组采样数据执行快速傅立叶变换，以得到每个时段的频谱数据。在任意的相邻的两个时段中将后一个时段所对应的后一组频谱数据和前一个时段所对应的前一组频谱数据实施相似度计算从而得到一个相似度值。若多个相似度值中的一个或者数个相似度值不在预定的阈值范围内则可以快速判断出待测线路存在着故障电弧。CN112731087ACN112731087A权利要求书1/2页1.一种故障电弧检测方法，用于检测直流线路是否存在着故障电弧，其中光伏组件通过所述直流线路向逆变器供电，其特征在于：侦测所述直流线路中的电流的高频分量：定义多个时段，每个时段内均对所述高频分量进行多次采样以获得一组采样数据；在多个时段中，任意相邻的两个时段之间预留有一段间隙时间；从而多个时段分别对应着多组采样数据；将每个时段内的一组采样数据执行快速傅立叶变换，以得到每个时段的频谱数据；在任意相邻的两个时段中，将后一个时段所对应的后一组频谱数据和前一个时段所对应的前一组频谱数据实施相似度计算，得到相似度值；如果相似度值不在预定的阈值范围内，则判断所述直流线路存在故障电弧；相似度值具有最小值和最大值，该最大值减去该最小值等于极差；要求阈值范围的上限值等于该最大值；要求阈值范围的上限值与下限值之差不超过所述极差的三分之一。2.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：在将相似度值与预定的阈值范围进行比较之前，通过低通滤波的方式，先将非故障电弧引起的相似度值不在阈值范围的情况过滤掉。3.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：利用高频电流传感器或罗氏线圈传感器来测量电流的高频分量。4.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：所述高频分量经过滤波和放大后再采样，并执行模数转换以获得数字化的采样数据。5.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：每个时段的频谱数据包括了频域上所分布的各个频率分量以及各个频率分量各自所对应的幅值。6.根据权利要求2所述的故障电弧检测方法，其特征在于：非故障电弧引起的相似度值不在阈值范围的情况至少包括逆变器的干扰。7.一种故障电弧检测系统，检测直流线路是否存在故障电弧，其中光伏组件通过所述直流线路向逆变器供电，其特征在于，包括：电流检测模块，用于侦测所述直流线路中的电流的高频分量；电流处理模块，通过滤波和放大的方式获得所述的高频分量；电弧计算模块，对所述高频分量进行频谱稳定性分析，计算出是否存在故障电弧；频谱稳定性分析包括：定义多个时段，所述的高频分量在每个时段内经由多次采样后获得一组采样数据；在多个时段中，任意相邻的两个时段之间预留有一段间隙时间；从而多个时段分别对应着多组采样数据；将每个时段内的一组采样数据执行快速傅立叶变换，以得到每个时段的频谱数据；将任意相邻的两个时段对应的两组频谱数据实施相似度计算，获得一个相似度值；藉此由多个时段所对应的多组频谱数据计算出多个相似度值；如果出现了数个相似度值连续不在预定的阈值范围内的情况，则判断所述直流线路存在着故障电弧；2CN112731087A权利要求书2/2页相似度值具有最小值和最大值，该最大值减去该最小值等于极差；要求阈值范围的上限值等于该最大值；要求阈值范围的上限值与下限值之差不超过所述极差的三分之一。8.根据权利要求7所述的故障电弧检测系统，其特征在于：所述电流检测模块包括高频电流传感器或者罗氏线圈传感器。9.根据权利要求7所述的故障电弧检测系统，其特征在于：所述电流处理模块至少包括带通滤波器和放大电路：带通滤波器在所述电流中过滤出所述高频分量，放大电路对所述高频分量进行放大处理。10.根据权利要求7所述的故障电弧检测系统，其特征在于：所述电弧计算模块包括实施频谱稳定性分析的处理器；在将相似度值与预定的阈值范围进行比较之前，处理器通过其数字滤波